La proporción de sustancias nocivas en las partículas es mucho mayor de lo que se cree
Medida desde el aire en tiempo real
Las personas que respiran aire contaminado durante años corren un mayor riesgo de desarrollar numerosas enfermedades. Se cree que esto se debe a los componentes altamente reactivos de las partículas, que afectan a los procesos biológicos del organismo. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Basilea han demostrado ahora que precisamente estos componentes desaparecen en cuestión de horas y que, por tanto, las mediciones anteriores subestiman por completo las cantidades en que están presentes.
Desde problemas respiratorios crónicos hasta enfermedades cardiovasculares, diabetes y demencia, los daños a la salud causados por la contaminación atmosférica por partículas son amplios y graves. La Organización Mundial de la Salud (OMS) calcula que más de seis millones de muertes al año se deben a una mayor exposición a las partículas. La composición química de estas diminutas partículas en el aire, que proceden de una amplia gama de fuentes tanto antropogénicas como naturales, es muy compleja. Qué partículas desencadenan qué reacciones y enfermedades a largo plazo en el organismo es objeto de intensas investigaciones.
Esta investigación se centra en componentes especialmente reactivos conocidos por los expertos como radicales de oxígeno o especies reactivas del oxígeno. Estos compuestos pueden oxidar biomoléculas dentro y en la superficie de las células del tracto respiratorio, dañándolas y desencadenando a su vez respuestas inflamatorias que repercuten en todo el organismo.
Anteriormente, los expertos recogían la materia concreta en filtros y analizaban las partículas tras un retraso de días o semanas. "Dado que estos radicales que contienen oxígeno reaccionan con otras moléculas tan rápidamente, deberían medirse sin demora", afirma el científico atmosférico Markus Kalberer, explicando la idea en que se basa el estudio que él y su equipo acaban de publicar en Science Advances.
Medido desde el aire en tiempo real
El equipo del Departamento de Ciencias Ambientales ha desarrollado un nuevo método para medir las partículas en cuestión de segundos. Consiste en recoger las partículas directamente del aire en un líquido, donde entran en contacto con diversas sustancias químicas. En esta solución, los radicales de oxígeno reaccionan y producen señales de fluorescencia cuantificables.
Las mediciones realizadas con el nuevo método revelan que entre el 60% y el 99% de los radicales de oxígeno desaparecen en cuestión de minutos u horas. Los análisis anteriores de partículas basados en la deposición de filtros ofrecían, por tanto, una imagen distorsionada. "Sin embargo, como el error de medición en el caso del análisis retardado no es constante, no es tan posible extrapolar los análisis anteriores basados en filtros", afirma Kalberer. Según él, la proporción real de sustancias nocivas en las partículas es mucho mayor de lo que se suponía hasta ahora.
Según el investigador atmosférico, el principal reto del nuevo método consistía en desarrollar un instrumento de medición que realizara análisis químicos de forma autónoma y continua en condiciones estables, no sólo en el laboratorio, sino también durante las mediciones de campo en una amplia gama de lugares.
Respuestas inflamatorias diferentes y más fuertes
Además, otros análisis de laboratorio con células epiteliales de los pulmones aportaron pruebas de que, en particular, los componentes de corta vida y altamente reactivos de las partículas tienen un efecto diferente al de las partículas analizadas con las mediciones anteriores, realizadas con retraso. Los componentes reactivos de vida corta de las partículas desencadenaban respuestas inflamatorias diferentes y más fuertes.
En una fase posterior, se seguirá desarrollando el instrumento de medición para obtener información más detallada sobre la composición y los efectos de las partículas. Kalberer explica: "Si podemos medir la proporción de componentes altamente reactivos y nocivos de forma más precisa y fiable, también será posible adoptar mejores medidas de protección".
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Publicación original
Steven J. Campbell, Battist Utinger, Alexandre Barth, Zaira Leni, Zhi-Hui Zhang, Julian Resch, Kangwei Li, Sarah S. Steimer, Catherine Banach, Benjamin ... Chiara Giorio, Zongbo Shi, Roy M. Harrison, David C. Green, Frank J. Kelly, Yinon Rudich, Suzanne E. Paulson, Olli Sippula, Ralf Zimmermann, Marianne Geiser, Markus Kalberer; "Short-lived reactive components substantially contribute to particulate matter oxidative potential"; Science Advances, Volume 11
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